CN207069051U - 一种宽频带高增益全向天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种能够保证宽频带，同时还能够实现小型化和高增益的全向天线，具体提供了一种宽频带高增益全向天线，其特征在于，包括：第一锥体；第二锥体，环绕设置在第一锥体外侧；接地板部，设置在第二锥体下方；接头垫块，设置在接地板块中部位置处，其中心位置具有垫块孔部；射频接头，设置在接头垫块下方，用于与信号源连接，其中，射频接头的内导体向上方延伸，穿过垫块孔部、接地板部以及第二锥体，并与第一锥体相连接，射频接头的内导体外表面与接头垫块、接地板部和第二锥体之间均具有一定间隙，第一锥体的外表面与第二锥体及接地板部之间具有一定间隙。

Description

一种宽频带高增益全向天线

技术领域

本实用新型属于无线通信领域，涉及一种天线，具体涉及一种宽频带高增益全向天线。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，为了满足日益增多的通信需求，通信系统中的各种传输设备朝着高质量、小型化和宽带化的方向发展。天线作为辐射和接收电磁波的装置，是无线电通信系统中的重要组成部分之一，近年来对于天线结构的改进需求也越来越迫切。

例如，在军事领域中，为了实现保密通信、消除干扰，多频段、多功能电台和宽频带跳频电台的应用非常广泛，其通信的跳频速率越来越高，跳频范围也越来越广，传统的窄带天线已无法满足通信需求。另外，在电子对抗的雷达系统中，为了提高雷达的性能，需要很多的天线单元组成一个天线阵，其结果是使得雷达体积过大、不利于隐蔽。并且，如果在狭小的空间内密布多副天线，这些天线之间的干扰也较为严重，影响通信质量。

而在民用通信系统，特别是自由无线通信系统中，通信的信道容量不断扩充，传输距离也不断地延长，为了满足通信质量，发信方往往采用大功率发射机或将信号放大后输入给天线，其结果是极大地增加了成本。另外，在列车等环境中，车厢空间是有限的，传统天线的体积也难以满足在这样有限空间里的安装需求。

全向天线是天线的一种常见种类，具有无方向性、通信距离近的特点。现有技术中，全向天线一般采用单锥以及偶极子变形的印制板等结构形式。其中，单锥天线的结构如图3所示，其包括一个金属锥体201、金属接地板202以及射频接头203。

对于这样的全向天线，为了实现其高增益就必须采用阵列的方式，而阵列的方式不仅使得天线组件的整体尺寸变大，还容易反过来导致全向天线的频带变窄，因此传统的全向天线难以在保证宽频带的同时实现小型化和高增益。

实用新型内容

为解决上述问题，提供一种能够保证宽频带，同时还能够实现小型化和高增益的全向天线，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种宽频带高增益全向天线，其特征在于，包括：第一锥体；第二锥体，环绕设置在第一锥体外侧；接地板部，设置在第二锥体下方；接头垫块，设置在接地板块中部位置处，其中心位置具有垫块孔部；射频接头，设置在接头垫块下方，用于与信号源连接，其中，射频接头的内导体向上方延伸，穿过垫块孔部、接地板部以及第二锥体，并与第一锥体相连接，射频接头的内导体外表面与接头垫块、接地板部和第二锥体之间均具有一定间隙，第一锥体的外表面与第二锥体及接地板部之间具有一定间隙。

本实用新型提供的宽频带高增益全向天线，还可以具有这样的技术特征，其中，接地板部包括：第一接地板，设置在第二锥体下方并与第二锥体固定连接，中心位置处具有第一接地板孔部；第二接地板，位于第一接地板的下方，中心位置处具有第二接地板孔部；以及多根金属柱，竖直设置在第一接地板及第二接地板之间，两端分别连接在第一接地板和第二接地板上，第一接地板及第二接地板为形状大小相同的圆形板。

本实用新型提供的宽频带高增益全向天线，还可以具有这样的技术特征，其中，第一接地板孔部及第二接地板孔部为形状大小相同圆孔。

本实用新型提供的宽频带高增益全向天线，还可以具有这样的技术特征，其中，垫块孔部为与第一接地板孔部及第二接地板孔部形状大小相同的圆孔，第一接地板孔部、第二接地板孔部及垫块孔部的圆心在同一条直线上。

本实用新型提供的宽频带高增益全向天线，还可以具有这样的技术特征，其中，接头垫块通过螺钉固定在第一接地板和第二接地板之间，射频接头的外导体固定在接头垫块上。

本实用新型提供的宽频带高增益全向天线，还可以具有这样的技术特征，其中，第一锥体为实心锥体。

本实用新型提供的宽频带高增益全向天线，还可以具有这样的技术特征，其中，第一锥体为空心锥体，该空心锥体上部具有盖板。

本实用新型提供的宽频带高增益全向天线，还可以具有这样的技术特征，其中，第一锥体的顶角为21.49°～22.49°。

本实用新型提供的宽频带高增益全向天线，还可以具有这样的技术特征，其中，第二锥体的内顶角为61.74°～62.74°。

实用新型作用与效果

根据本实用新型提供的宽频带高增益全向天线，由于与射频接头相连接的第一锥体外侧还环绕地设置有第二锥体，该第二锥体提供了一种反射腔，因此能够在天线整体尺寸不变化的前提下提高本实施例的天线增益，即，能够在保证宽频带和小型化的同时大大提高天线增益。

附图说明

图1是本实用新型的宽频带高增益全向天线的结构示意图；

图2是本实用新型的宽频带高增益全向天线的侧视结构示意图；

图3是现有技术的单锥天线的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例来说明本实用新型的具体实施方式。

<实施例>

图1是本实用新型的宽频带高增益全向天线的结构示意图，图2是本实用新型的宽频带高增益全向天线的侧视结构示意图。

如图1及上图2所示，本实施例的宽频带高增益全向天线(以下简称天线)100包括第一锥体1、第二锥体2、接地板部3、接头垫块4和射频接头5。

第一锥体1为金属材料的实心锥体，其顶角θ为21.99°。在本实施例中，该第一锥体1的高度为130mm。

第二锥体2为金属材料的空心锥体，即空心的锥体壁状结构。该第二锥体2环绕第一锥体1设置，高度小于第一锥体1。第二锥体2的内顶角大于第一锥体1的顶角θ，在本实施例中，第二锥体2的上部壁厚为3.5mm，高度为35mm，内顶角为62.24°。

接地板部3设置在第二锥体2的下方，包括第一接地板31、第二接地板32以及多根金属柱33，该第一接地板31、第二接地板32及金属柱33同样采用金属材料制成。

第一接地板31设置在第二锥体2的下方并与第二锥体2固定连接，该第一接地板31呈圆形，圆心位置处设有第一接地板孔部。

第二接地板32平行地设置在第一接地板31的下方，其形状大小与第一接地板31完全相同，圆心位置处设有第二接地板孔部。

金属柱33竖直地设置在第一接地板31与第二接地板32之间，每根金属柱33的两端分别连接在第一接地板31和第二接地板32上。由此，第一接地板31与第二接地板32通过该多根金属柱33的连接，从而等效为一个大的金属平面体。本实施例中，金属柱33的长度为10mm，使得第一接地板31与第二接地板32之间的间距也为10mm。

接头垫块4通过螺钉固定在第一接地板31和第二接地板32之间，该接头垫块4的中心位置处设有一个垫块孔部。

在本实施例中，垫块孔部、第一接地板孔部及第二接地板孔部均为圆孔，三者的形状大小相同且圆心位于同一直线上。另外，第二锥体2的顶角部分为开口部，该开口部固定在第一接地板31上并且环绕第一接地板孔部，使得垫块孔部、第一接地板孔部、第二接地板孔部及该第二锥体2的开口部连通，形成一个沿着轴向延伸的通孔。

射频接头5设置在接头垫块4的下方，用于与信号源连接及给天线100馈电。

本实施例的射频接头5为50欧姆的同轴射频接头，具有圆柱形的内导体及环绕在该内导体外侧的空心圆柱形外导体，内导体和外导体同轴设置。

其中，外导体固定在接头垫块4上，内导体则同轴地穿过垫块孔部、接地板部3及第二锥体2以后与第一锥体1的顶角部分焊接在一起。也就是说，内导体穿过垫块孔部、第一接地板孔部、第二接地板孔部及第二锥体2的开口部所形成的通孔，并且与该通孔同轴，然后与第一锥体1的顶角部分焊接在一起。另外，内导体与第一锥体1也同轴。

在本实施例中，垫块孔部、第一接地板孔部、第二接地板孔部及第二锥体2的开口部的直径均大于内导体的直径，同时也大于与内导体焊接在一起的第一锥体1顶角部分的直径，使得内导体外表面与接头垫块4、接地板部3(包括第一接地板31和第二接地板32)和第二锥体2之间均具有一定间隙，还使得第一锥体1的顶角部分外表面与第二锥体2及接地板部3等结构之间具有一定间隙。即，内导体和第一锥体1焊接在一起的同时，二者与接头垫块4、第一接地板31、第二接地板32及第二锥体2均互不接触。其中，第一锥体1与第一接地板31之间的间隙(即第一锥体1的顶角部分与第一接地板孔部的内表面之间的间隙)为1mm。

实施例作用与效果

根据本实施例提供的宽频带高增益全向天线，由于与射频接头相连接的第一锥体外侧还环绕地设置有第二锥体，该第二锥体提供了一种反射腔，因此能够在天线整体尺寸不变化的前提下提高本实施例的天线增益，即，能够在保证宽频带和小型化的同时大大提高天线增益。

本实施例中，第一锥体的顶角为21.99°，由于顶角低于该角度时容易导致频带范围减小，而高于该角度则容易导致增益减小，因此该角度能够使本实施例的天线在具有宽频带的同时获得高增益。另外，第二锥体的内顶角为62.24°，因此能够与第一锥体形成最佳配合，进一步提高天线的频带宽度和增益。

本实施例中，接地板部由两个接地板及连接两个接地板的多根金属柱构成，这样的结构相当于一个大的金属平面体，因此在提供尽可能大的接地板的同时能够节省材料、减轻整体重量。

上述实施例仅用于举例说明本实用新型的具体实施方式，而本实用新型的宽频带高增益全向天线不限于上述实施例的描述范围。

例如，实施例中，第一锥体为实心锥体，但在本实用新型中，该第一锥体也可以为空心锥体，只要其上部(与顶角部位相对的部位，相当于锥体底角部位)具有相应的盖板，使第一锥体形成封闭锥形即可。

实施例中，第一锥体的顶角为21.99°，第二锥体的内顶角为62.24°，但在本实用新型中，第一锥体的顶角也可以是21.49°～22.49°之间的任意角度，第二锥体的内顶角也可以是61.74°～62.74°之间的任意角度。

另外，实施例中，第一锥体的高度、第二锥体的上部壁厚和高度、金属柱的长度等也可以是其他尺寸参数，根据全向天线所需的频带等参数进行调整即可。

Claims (9)

1.一种宽频带高增益全向天线，其特征在于，包括：

第一锥体；

第二锥体，环绕设置在所述第一锥体外侧；

接地板部，设置在所述第二锥体下方；

接头垫块，设置在所述接地板块中部位置处，其中心位置具有垫块孔部；

射频接头，设置在所述接头垫块下方，用于与信号源连接，

其中，所述射频接头的内导体向上方延伸，穿过所述垫块孔部、所述接地板部以及所述第二锥体，并与所述第一锥体相连接，

所述射频接头的所述内导体外表面与所述接头垫块、所述接地板部和所述第二锥体之间均具有间隙，

所述第一锥体的外表面与所述第二锥体及所述接地板部之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的宽频带高增益全向天线，其特征在于：

其中，所述接地板部包括：

第一接地板，设置在所述第二锥体下方并与所述第二锥体固定连接，中心位置处具有第一接地板孔部；

第二接地板，位于所述第一接地板的下方，中心位置处具有第二接地板孔部；以及

多根金属柱，竖直设置在所述第一接地板及所述第二接地板之间，两端分别连接在所述第一接地板和所述第二接地板上，

所述第一接地板及所述第二接地板为形状大小相同的圆形板。

3.根据权利要求2所述的宽频带高增益全向天线，其特征在于：

其中，所述第一接地板孔部及所述第二接地板孔部为形状大小相同圆孔。

4.根据权利要求3所述的宽频带高增益全向天线，其特征在于：

其中，所述垫块孔部为与所述第一接地板孔部及所述第二接地板孔部形状大小相同的圆孔，

所述第一接地板孔部、所述第二接地板孔部及所述垫块孔部的圆心在同一条直线上。

5.根据权利要求2所述的宽频带高增益全向天线，其特征在于：

其中，所述接头垫块通过螺钉固定在所述第一接地板和所述第二接地板之间，

所述射频接头的外导体固定在所述接头垫块上。

6.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于：

其中，所述第一锥体为实心锥体。

7.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于：

其中，所述第一锥体为空心锥体，该空心锥体上部具有盖板。

8.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于：

其中，所述第一锥体的顶角为21.49°～22.49°。

9.根据权利要求1所述的全向天线，其特征在于：

其中，所述第二锥体的内顶角为61.74°～62.74°。